第二章 沉淀分离技术

2.1.3:沉淀分离时应考虑的3个因素： 1: 沉淀的方法和技术应具有一定的选择性， 2: 对于酶类和蛋白质的沉淀分离,还必须注意到所选用的沉 淀方法对这类目标成分的活性和化学结构是否有破坏作用。 3: 对用于食品和医药中的目标成分，要考虑残留在目标成 分中的沉淀剂对人体是否合害，否则所采用的沉淀法以及 所获得的目标成分都会变得无应用价值。 2.1.4: 沉淀分离方法种类： (1): 无机沉淀剂沉淀(ionic precipitation)分离法, 通常是以 盐类作为沉淀剂的一类沉淀方法，如盐析法，多用于各种 蛋白质和酶类的分离纯化，以及某些金属离子的去除 .常用 的沉淀剂有：硫酸铵、碳酸铵、硫酸钠、柠檬酸钠、氯化 钠等。 (2): 有机沉淀剂沉淀(organic solvent precipitation)分离法, 以有机溶剂作为沉淀剂的一种沉淀分离方法，多用于生物 小分子、多糖及核酸类产品的分离；有时也用于蛋白质的 沉淀和金属离子的去除；常用到的沉淀剂有：丙酮、乙醇、 甲醇等。Fra bibliotek


(2)．酸解 得到的柠檬酸钙用硫酸处理，使之生成硫酸钙沉淀，钙和 柠檬酸分离: C3(C6H5O7)· 4H2O + 3H2SO4+4H2O 2C6H8O7.H2O+3CaSO4.H2O 条件：60-85℃，pH1.8-2.0 b: 在蔗糖生产过程中，也有利用生成碳酸钙沉淀或亚硫酸钙 沉淀来进行糖的除杂和澄清。 c: 谷氨酸能与 Zn2+ 、 Ca2+ 、 Co2+ 、 Cu2+ 等作用生成谷氨酸盐 沉淀，也可用于从发酵液中分离谷氨酸。其中利用 Zn2+ 进行 沉淀的称为锌盐法(条件为常温温度，pH值为6.3) ；利用Ca2+ 进行沉淀 的称为钙盐法(常温温度，pH值为12.0)。 2.2.3:不足： 常有共沉淀作用和吸附作用发生，并且一些金属盐(如硫酸钙) 的溶解度也比较大，残留问题严重。因此分离效果不是很理 想，用作初步分离，并且通常是与其他分离方法配合使用。

(7):亲和沉淀（Affinity Precipitation〕 Affinityprecipitation is used mainly as a laboratory technique, although one industrial patent has been reported. This method employs a ligand that is bound to the two ends of a spacer arm consisting of carbon chains that sometimes include nitrogen atoms. Most enzymes are multimeric and usually contain two or four identical subunits, each subunit containing an active site. The spacer arm and ligands can form a large network with the multimeric enzyme, which precipitates due to its large molecular mass. This method has been used to precipitate lactate dehydrogenase with a bis(NAD) ligand:



2.2.4：盐析法
2.2.4.1:盐析原理 盐溶(salt in):在低盐浓度下，蛋白质和两类的溶解度随着盐 的浓度提高而增大，这个过程称为盐溶。原因： （1）无机盐离子在蛋白质表面吸附，使颗粒带相同电荷而 互相排斥。 （2）无机盐离子增加了蛋白质的亲水性， 改善了与水膜 的结合，增加了蛋白质分子与溶剂分子相互的作用力， 使蛋白质的溶解度增加。 盐析(salt out)：当盐浓度增加到—定程度时，在盐离子的作 用下，水活度大大降低，同时蛋白质表面的电荷被大量中和， 蛋白质分子外表的水化膜被破坏，蛋白质分子相互聚集而沉 淀析出。
第二节: 无机沉淀剂沉淀分离法
2.2.1: 金属盐类沉淀分离法 此种方法利用金属离子与酸根在形成盐类时溶解度低而沉 淀分离。在柠檬酸发酵工业中应用得较多的是钙盐法。原因： 柠檬酸的钙盐溶解度比较小，易于分离； 其次钙离子的来源(石灰)广泛，价格便宜，并且钙离子对 食品造成污染少。 2.2.2:与食品工业有关的应用： a: 工业上柠檬酸的生产采用的钙盐沉淀法，过程分钙盐中和及 酸解两个步骤。 (1)．钙盐中和 发酵液去除菌体后，加入碳酸钙，形成柠檬酸钙沉淀，柠 檬酸得以与发酵液的其他杂质分离： 2C6H8O7· H2O+3CaCO3C3(C6H5O7)· 4H2O +3CO2+ H2O 条件：70-85℃，pH5.0




(3): 非离子多聚体 (nonionic polymer) 沉淀剂沉淀分离法： 采用非离子型的多聚体作为目标成分的沉淀 剂，适用于 生物大分子的沉淀分离，如酶、核酸、蛋白质、病毒、细 菌等。典型的非离子型多聚体是聚乙二醇 (PEG)，根据其 相 对 分 子 质 量 的 大 小 ， 有 PEG6000 、 PEG4000 、 PEG20000等型号。 (4): 等电点沉淀法(isoelectric precipitation)：主要是利用 两性电解质在等电点状态下的溶解度最低而沉淀析出的原 理。适用于氨基酸、蛋白质及其他属于两性电解质组分的 沉淀分离，如大豆蛋白“碱提酸沉”的提取方法。 (5): 共沉淀分离法(co-precipitation)：又可称为生物盐复 合物沉淀法，用于多种化合物特别是一些小分子物质的沉 淀。它是利用沉淀的同时对其他待分离成分吸附共沉淀而 达到除杂的目的。 (6): 变性沉淀分离法 (denatured precipitation): 又称为选 择性变性沉淀法，是利用特定条件使目标成分变性，导致 其性质的改变如溶解度下降而得以分离。适用于一些变性 条件差异较大的蛋白质和酶.